提高中小型水库运行管理水平的技术

提高中小型水库运行管理水平的技术

高江维

阿勒泰地区乌伦古河流域水管站  新疆阿勒泰  836000

摘要：随着经济的持续进步，中小规模的水库对于洪水防控、城乡饮水保障、农业灌溉和工业用水供应等方面扮演着愈加关键的角色。然而，由于这些水库通常分布较为分散，位于较为偏远的地区，水利基础设施的陈旧、地区性的专业技能人才短缺以及维护经费的不足等因素，导致了它们在运营和管理上存在着各种挑战。为了应对这些挑战，本研究深入了解并分析了中小型水库的当前状况，并据此提出了一系列切实可行的技术对策。这些建议的核心在于优化中小型水库的运管水平，以保障它们的安全和稳定运作，同时促进区域水资源的有效利用和可持续发展。

关键词：中小型水库；运行管理；技术措施

前言：在当前的水利工程领域，中小型水库面临的问题日益突显，包括建设标准低下、工程质量不佳以及缺乏有效的日常维护等，这些问题已经成为了影响水库稳定性、高效节能运营的关键因素。据统计，我国大约有37000座中小型水库亟需进行治理和加固，以解决潜在的安全隐患。因此，加强中小型水库的管理、维护和保养，不仅是保障水库安全稳定运行的关键，也是我国水库维护管理向前发展的重心所在。

一、中小型水库运行管理现状与问题

中小型水库水位的有效调控对于确保其供水与防洪的双重功能极为重要，但现实操作中，遇到的问题包括水位调节不合时宜，部分水库面临水位过高或过低的困境，分别导致洪涝灾害及水资源短缺的风险增加。这种情况往往因为监测工具的不足和管理人员技能的缺失，造成水位管理失准，进一步影响水库的长效运行。随着城市化的推进，中小型水库周边活动增多，环境压力加大，易引起水体污染，对周遭生态与人类健康构成威胁。此外，这些水库在水质监测方面的设施不足，缺乏对水质变化的实时跟踪，影响到水质管理的有效性。同时，另一个问题是信息化程度低下，缺少必要的安全监测。许多水库对于雨水和水质情况的监测还停留在手动阶段，效率低下，同时还缺乏例如浸润线和位移监测等重要的安全监测设备，这限制了对水库安全状况的实时了解和管理。针对由地方政府或社区管理的小型水库，当前正经历一系列不小的挑战。关键问题在于，这些水库的日常运行和维护管理因资金短缺及专业技术人才的缺乏而难以保证，这一直接后果就是它们的正常运作受到了影响。

二、提高中小型水库运行管理水平的技术要点

（一）积极应用信息化技术

1. 建设信息化平台

在管理和维护水库时，管理单位面临的主要挑战之一是如何高效地收集和处理各类信息，包括但不限于水库的基本构造、水位变化、降雨量、水温以及水质情况等。目前，这些关键数据往往散布于不同部门和系统之间，造成了对于水库综合监控和管理的一定难度。为了解决这一问题，开发了水库数据管理平台，该平台通过集成水库相关的多种数据信息，使管理人员能够实时掌握并监控水库状态。水库数据管理平台不仅汇集各项数据、提供便利的监控手段，而且还赋予管理者更深层次的数据分析及对未来走向的预测能力。这项能力极大地增强了管理决策的准确度和科学性，使得水库的运行管理和维护工作能基于更可靠的数据支持，从而实现更有效、精准的资源调度和风险预防。

2. 升级水库监测设备

为确保水库的顺畅运作，监测设备发挥着至关重要的作用。然而，许多传统监测工具因其精确度不足和反应迟缓，难以达到现代水库管理对效率和精准度的要求。随之，对于监测技术的革新变得尤为迫切，采纳先进的监测工具对于提升水库的管理水平至关重要。现代监测技术的引入，如精确的水位和降雨量测量仪器、测量渗透流量的工具、水质和水温监测仪器、压力测量设备以及位移测量工具等，这些高科技设备不仅具备高度的精确性和快速的响应能力，而且还具有智能化的特质。这些设备能够进行实时的数据监测，捕捉水库的关键指标，并通过云技术实现数据的即时传送和深度分析，支持远程操作和管理，大幅提高了水库运营的效率和管理的准确度。

3. 做好应急响应

在水库运营与管理的过程中，有效的应急响应机制至关重要。面对突发性的异常事件或紧急情况，及时、精确的响应不仅确保水库运行的稳定性，也是保护民众生命与财产安全的关键。在这样的背景下，信息技术的融入与运用，显得尤为重要。它能够使管理团队在面临紧急情况时，以更加全面和高效的方式，精确执行必要的应对措施。利用信息化手段，如实时监控系统、数据分析和预测算法，可以大大增强水库管理的响应能力。这些技术不仅能实时监测水库的运行状态，还能在异常发生之前预警，从而使管理者有充足的准备时间来规划和实施有效的应对策略。此外，信息化工具还支持快速收集和处理大量数据，确保决策的科学性和准确性，从而最大程度地减少可能的损失。

（二）应用机器学习技术

水位预测模型对于中小型水库的运营管理至关重要，使得管理者能够及时了解水库水位的动态变化，从而作出合理的调度决策。在当前实践中，采用机器学习技术来构建水位预测模型已成为一种趋势。通过综合考察水库过往的水位记录以及当前的气候状况，并运用诸如支持向量机（SVM）和人工神经网络（ANN）这类先进的机器学习技术，能够构建出能够精确预测水位变化的工具。这些模型能够依据最新的气象信息及历史数据来预测水库未来的水位变化，并提供科学的调度指南。同样，水库调度策略的优化也是中小型水库管理的核心任务，其目标涵盖了满足供水需求、防洪安全、发电效益等多方面考量。传统的调度方法大多基于人工经验或固定规则，往往难以在多个目标之间取得最佳平衡。与此相对，机器学习技术开辟了一条新途径，使得全方位分析水库的历史性能数据和当前状态成为可能。这项技术通过运用复杂的算法，能够实现调度结果的优化。最近几年，机器学习已经在中小型水库管理和调度活动中显现出其巨大潜力。例如，通过采用强化学习这种算法，能够构建出有效的水库调度模型。这些模型借助于实时的监控数据以及天气预测，持续学习并调优调度计划，从而得出最佳的水库管理方案。

（三）应用传感器技术

传感器技术在水库灾害监测和应急管理领域扮演着至关重要的角色。在监测水库灾害方面，传感器装置能够对水库的关键性指标如水位、流量、水质、温度及压力等进行不间断的实时跟踪。随后，这些监测所得的数据会被送往水库的监控中心或相关部门的监控系统中进行进一步的分析和处理。为了进一步提升监测的全面性和精确度，传感器的应用范围已扩展到地震监测、地形变动观察、水文分析和气象条件评估等多个维度，这样可以全面捕捉影响水库安全的各类重要信息。在水库灾害的应急响应方面，传感器同样显示出其无可替代的价值。这些系统不仅具备自动触发紧急响应程序的能力，而且还能够将捕获的数据实时地分享给相关的人员和部门。这种即时的信息共享机制极大地加快了决策的过程，使得相关单位可以在第一时间内做出科学、有效的紧急处理措施。通过这样的方式，传感器技术极大地提升了水库灾害监测和应急响应的效率与准确性。

结语：在中小型水库的日常运营与管理中，纳入了包括传感器技术、机器学习、云计算、以及大数据在内的一系列尖端技术。这些技术的融入不仅为水库管理带来了新的思路与路径，而且通过运用这些先进技术手段，实现了对水库运行状态的即时监测、深入分析和未来趋势的精确预测。这种技术驱动下的管理方式大幅提高了水库管理的效率与准确性，确保了水库的安全与稳定，同时也增强了管理措施的科学性与预见性。面向未来，持续地将这些创新技术广泛融入水库运营管理之中显得尤为重要。这不仅意味着要不断优化信息化、智能化管理架构，提升中小水库的管理效能，而且对于保障社会公众的水资源安全有着不可估量的价值。此外，深化这些技术的研究、开发以及创新力度，促进水库管理技术不断地向前发展，将对我国水利行业的优质成长作出关键贡献。

参考文献：

[1]郑旭明.提高中小型水库运行管理水平的技术措施研究[J].工程与建设,2023,37(04):1336-1338+1368.

[2]孙亮.水库运行管理现状及改善对策[J].黑龙江科学,2021,12(14):144-145.